DE1608384C - Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung von Schachtofen, insbesondere Hochöfen, unter Verwendung flüssigen Brennstoffes - Google Patents

Description

Leitung einmünden, und Eintrittsdüsen in den Schachtofen vorgesehen sind, dadurch gekenn· zeichnet, daß die der Zuleitung komprimierten

öl-Handbuch für Industriefeuerungen«, 1959, S. 82 bekannt. Das Gemisch soll sich dabei entlang des Beschleunigungsweges im enger werdenden Düsenteil

Gases dienende Leitung (7, 8) tangential mit 50 bilden,
wenigstens einer öffnung (13) in die Kammer (6) Die Zerstäubung flüssiger Brennstoffe vor der Ein-

eintritt und daß sich an die Kammer (6) eine an führung in den Hochofen in einer konvergierenden sich bekannte, konvergierend-divergierende Form Düse, die der Luftzuführung dient und in welcher (10) anschließt, der eine diese unter Bildung eines eine zentrale Einspritzdüse für den flüssigen Brenn-Ringspaltes umgebende konvergierende Form 55 stoff hineinragt, ist nach der französischen Patentill) folgt, die von einer Blasform (4a) koaxial schrift 1316 711 bekannt. Auch hierbei müssen beumgeben ist. . sondere Vorkehrungen in Form eines Kühlmantels

getroffen werden, um ein Kracken zu verhindern.

Mit der Verbesserung der Bildung eines Ge-

60 misches aus flüssigen Brennstoffen und Gasen durch Herstellung von Drallströmungen befaßt sich die

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur französische Patentschrift 1 404 196, jedoch wird das Beheizung von Schachtofen, insbesondere Hochöfen, Problem der Brennstoffverkrackung hierdurch nicht unter Verwendung flüssigen, mittels eines Gases zer- gelöst. Auch die belgische Patentschrift 572 740 sieht stäubten Brennstoffes, wobei der Brennstoff einer 65 bei einem Brenner für flüssige Brennstoffe die Aus-Entspannungsbehandlung unterzogen wird. Weiter- bildung einer Drallströmung vor, ohne daß jedoch hin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung den speziell bei einem Schachtofen gegebenen Temzur Durchführung des Verfahrens. peraturbedingungen hiermit Rechnung getragen wird.

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Der gleichzeitigen Mischung und Entspannung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung geht davon aus, flüssigen Brennstoffes mit einem Gas dient ein Bren- daß es bekannt war, flüssigen Brennstoff und komner nach der japanischen Patentschrift 5 483/1965. primiertes Gas in eine Kammer einzuleiten, in die Hierbei trifft das komprimierte Gas entweder un- eine der Zufuhr von flüssigem Brennstoff dienende mittelbar mit dem Strahl flüssigen Brennstoffes zu- 5 sowie eine der Zufuhr komprimierten Gases dienende sammen oder in einer Kammer mit poröser Wan- Leitung einmünden und wobei Eintrittsdüsen in den dung. Bevor das Gemisch in einen Hochofen gelangt, Schachtofen vorgesehen sind. Hierbei besteht die Erwird es noch mittels eines an der Brennermündung findung darin, daß die der Zuleitung komprimierten vorgesehenen Wirbiers radial nach außen geschleu- Gases dienende Leitung tangential mit wenigstens dert. Die im Bereich hoher Temperaturen, wie sie io einer öffnung in die Kammer eintritt und daß sich in Nähe der Blasformen auftreten, zurückzulegenden an die Kammer eine an sich bekannte, konver-Wege sind bei dieser Anordnung beträchtlich, so daß gierend-divergierende Form anschließt, der eine die die Gefahr des Absetzens von Krack-Produkten auch Form unter Bildung eines Ringspaltes umgebende, hierbei gegeben ist. konvergierende Form folgt, die von einer Blasform

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 15 koaxial umgeben ist. Die letztgenannte konvergie-

Verfahren und eine Vorrichtung der einleitend be- rende Form dient dabei in jedem Falle der Zufuhr

schriebenen Art zu schaffen, bei welchem die Auf- der Verbrennungsluft.

bereitung des flüssigen Brennstoffes in unmittelbarer Zur weiteren Veranschaulichung wird auf die sich

Nähe der Blasformen möglich ist, ohne daß es einer- auf ein Ausführungsbeispiel beziehende Zeichnung

seits zu Krackerscheinungen kommt und ohne daß »0 Bezug genommen. Darin zeigt

andererseits besondere Maßnahmen erforderlich F i g. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungssind, um die Erhitzung zu vermeiden. Dies wird bei gemäßen Vorrichtung, während
dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, Fig. 2 eine Einzelheit aus Fi g. 1 darstellt,
daß der flüssige Brennstoff zunächst im unmittel- Man erkennt in Fig. 1 eine die Hochofenwanbaren Bereich einer Blasform entspannt wird, zeitlich *5 dung 2 umgebende. Heißringwindleitung 1. An der und örtlich anschließend mit in Form komprimierter Stelle 3 befindet sich eine Abzweigung, die die Ring-Strahlen zugesetztem Gas vermischt, dann in einer leitung 1 mit dem Außenrohr 4 und der Blasform 4 a konvergierend-divergierenden Düse beschleunigt und verbindet. Eine Zuführleitung 5 führt den flüssigen unmittelbar anschließend mit für die vollständige Brennstoff, dem eventuell Wasser zugesetzt wurde, Verbrennung ausreichendem, gasförmigem Oxy- 30 in eine Kammer 6. Zwischen zwei konzentrischen dationsmittel vor Eintritt in den Ofen verbrannt Rohren 7 und 8 strömt ein komprimiertes Gas ein, wird. welches auch bereits Luft sein kann. Dieses Gas ge-

Für dieses Verfahren ist vor allem die Auf- langt auf seinem Weg in die Kammer 6 durch die

einanderfolge von Entspannung und der damit Seitenwand 9 der genannten Kammer und vermischt

zwangsweise verbundenen, anfänglichen Vernebelung 35 sich mit dem durch 5 eingespeisten Brennstoff. Die

und der Vermischung mit dem komprimierten Gas Mischung strömt sodann durch die konvergierend-

wesentlich. Der flüssige Brennstoff ist also bereits divergierende Form 10.

entspannt, wenn der oder die Strahlen des kompri- Eine zweite Form 11, durch die weitere Verbren-

mierten Gases auf ihn auftreffen, ihn weiterhin pul- nungsluft angesaugt wird, verändert die Form der

verisieren und sich dann mit ihm vermischen. Die 40 Flamme und hält sie so kurz wie gewünscht. Bei der

besondere Innigkeit des Durchmischungsvorganges angesaugten Verbrennungsluft handelt es sich um

erlaubt es dabei, mit einer außerordentlich kurzen Heißwind, durch den die aus der Kammer 6 und

Verweilzeit auszukommen, so daß der Vorgang in dann aus der Form 10 austretende Mischung aus-

der unmittelbaren Nähe der Blasformen ablaufen brennt. Es gelangt also praktisch kein unverbrannter

kann. 45 Brennstoff mehr in den Hochofen.

Das komprimierte Gas enthält vorteilhaft gas- Bei F i g. 2 ist die Zuführleitung 5, die den flüsförmige Brennstoffe. Der zur Entspannung gelan- sigen Brennstoff in die Kammer 6 strömen läßt, in gende Strahl flüssigen Brennstoffes wird zweckmäßig verschiedene Leitungen 12 aufgeteilt, die sich in diein mehrere Teilstrahlen aufgelöst, von denen jeder ser Kammer derart schräg erweitern, daß der durch einzelne der Einwirkung des zerstäubenden, kompri- 5° jede Leitung 12 gehende Brennstoff strahl mit der mierten Gases ausgesetzt wird, wobei die so gebil- durch die öffnungen 13 in der Kammer 6 eintretendeten Teilmischungen sodann in nicht ausgebrann- den Luft zusammentrifft. Das Zusammentreffen des tem Zustand in die konvergierend-divergierende Brennstoffes und der Luft geschieht in Nähe der Form eintreten. Wand, durch die die Luft eintritt, sowie in der Ebene

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird 55 der öffnungen 13. Diese öffnungen sind so beschafdem flüssigen Brennstoffstrahl vor seiner Entspan- fen, daß sie die Luftstrahlen tangential in die Kamnung flüssiges Wasser zugesetzt, wobei die Mischung mer 6 eintreten lassen. Jeder dieser Strahlen zerder Flüssigkeiten einen unter 10 kg/cm² liegenden stäubt den flüssigen Brennstoff und vermischt sich Druck besitzt. Der Druck der so gebildeten Mi- mit ihm, trägt zu seiner vollständigen Vergasung bei schung ist dabei genügend niedrig, damit das Wasser 60 und tritt aus der Kammer durch die Form 10 aus. im Verlauf der Entspannung verdampft, was gleich- Die schon begonnene Verbrennung wird zwischen zeitig die Zerstäubung des Brennstoffes begünstigt. der Form 10 und der von einem Führungsblech ge-Die für die Zerstäubung des Brennstoffes benötigte bildeten Form 11 fortgesetzt, wie beschrieben wurde. Wassermenge wird jedoch so gering wie möglich ge- Die Menge des von der Form Il abgeleiteten Heißwählt und beträgt üblicherweise 5°/o des Volumens 65 windes ist dadurch regelbar, daß die Formenanorddes flüssigen Brennstoffes. nung 5, 7, 8 und die Form 10 entlang ihrer Sym-

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen metrieachse 14 verschoben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Ein nach der französischen Patentschrift 1282 186 Patentansprüche: bekanntes Verfahren dieser Art trägt dem Umstand Rechnung, daß es bei der Einführung von mittels

1. Verfahren zur Beheizung von Schachtofen, Gasen zerstäubten, flüssigen Brennstoffen in den insbesondere Hochöfen, unter Verwendung flüs- 5 Hochofen zum Absetzen von durch Spaltung der sigen, mittels eines Gases zerstäubten Brenn- Kohlenwasserstoffe entstehenden Krack-Produkten stoffes, wobei der Brennstoff einer Entspannung»- in der Zuführdüse kommen kann. Um dies zu verbehandlung unterzogen wird, dadurch ge- meiden, wird eine spezielle Düsenanordnung in stark kennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff wärmeisolierter Ausführung vorgeschlagen, bei welzunächst im unmittelbaren Bereich einer Blas- io eher der flüssige Brennstoff zunächst mit Gas geform entspannt wird, zeitlich und örtlich an- mischt und sodann in einer speziell gestalteten schließend mit in Form komprimierter Strahlen Düsenkammer der Entspannungsbehandlung unterzugesetztem Gas vermischt, dann in einer konver- zogen wird. Um hierbei aber tatsächlich die begierend-divergierenden Form beschleunigt und absichtigte Wirkung zu erreichen, bedarf es einer beunmittelbar anschließend mit für die vollständige 15 sonders gut wärmeisolierenden Ausbildung der Verbrennung ausreichendem, gasförmigem Oxy- Düsenummantelung sowie zusätzlicher Zuführung dationsmittel vor Eintritt in den Ofen verbrannt von Kühlluft zur Düsenummantelung. Die Verwenwird. dung einer derartigen Vorrichtung im unmittelbaren

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Bereich einer Blasform ist also wegen der dort kennzeichnet, daß das komprimierte Gas gas- ₂₀ herrschenden Temperaturen nur dank der vorförmige Brennstoffe enthält. erwähnten Maßnahmen möglich.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, Nach der deutschen Auslegeschrift 1 206 346 war dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl des flüs- es weiterhin bekannt, flüssige Brennstoffe in eine sigen Brennstoffes in mehrere Teilstrahlen auf- einen Schachtofen ringförmig umgebende Brenngelöst wird, von denen jeder einzelne der Einwir- 35 kammer einzuspeisen. Ein Verkracken des Brennkung des zerstäubenden, komprimierten Gases stoffes ist hierbei durch eine verhältnismäßig lange ausgesetzt wird, wobei die so gebildeten Teil- Aufenthaltszeit des Brennstoff-Luftgemisches vor den mischungen sodann im nicht ausgebrannten Zu-. Eintrittsdüsen in den Ofen begünstigt.

stand in die konvergierend-divergierende Form Für den Betrieb von Siemens-Martin-Öfen sind

eintreten. ' 30 nach »Stahl und Eisen«, 1961, S. 1399, Emulsions-

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, brenner mit Mischkammern bekannt, in denen es zu dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges Wasser einer Entspannung des zerstäubten sowie mit der dem Brennstoffstrahl zugeführt wird, bevor dieser Primärluft gemischten, flüssigen Brennstoffes kommt, entspannt wird, wobei die Mischung der Flüssig- Bei diesem Entspannungsvorgang verringert sich die keiten einen unter 10 kg/cm² liegenden Druck be- 35 ursprünglich enge Berührung zwischen den Brennsitzt. stoff-Molekeln und den sie umgebenden Gas-

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- Molekeln, so daß die Voraussetzungen für die Verkennzeichnet, daß das flüssige Wasser in einem brennung nachteilig beeinflußt werden. Aus diesem Anteil von 5 % des Brennstoffvolumens zugesetzt Grunde bedarf es auch noch einer anschließenden wird. 40 Nachzerstäubung unter Zugabe von Sekundärluft.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- Die Art der Strömungsführung sowie die verhältnisrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei flüs- mäßig langen Strömungswege begünstigen auch hiersiger Brennstoff und komprimiertes Gas in eine bei das Absetzen von Krack-Produkten.

Kammer eingeleitet werden, in die eine der Zu- Für die Bildung von Gemischen aus flüssigen fuhr von flüssigem Brennstoff dienende sowie 45 Brennstoffen und Gas ist die Verwendung konvereine der Zufuhr komprimierten Gases dienende gierend-divergierender Düsen nach Hansen, »Heiz-